लेज़र क्लीनिंग क्या है?

लेजर सफाई तकनीक इंजीनियरिंग क्षेत्र में लेजर तकनीक का एक सफल अनुप्रयोग है। इसका मूल सिद्धांत वर्कपीस बेस से जुड़े दूषित पदार्थों के साथ तात्कालिक थर्मल विस्तार, पिघलने, गैस वाष्पीकरण आदि के लिए बातचीत करने के लिए लेजर की उच्च ऊर्जा घनत्व का उपयोग करना है। दूषित पदार्थों को वर्कपीस बेस से अलग किया जाता है। लेजर सफाई तकनीक में उच्च दक्षता, पर्यावरण संरक्षण और ऊर्जा की बचत की विशेषताएं हैं, और इसका टायर मोल्ड सफाई, विमान बॉडी पेंट हटाने, सांस्कृतिक अवशेष बहाली और अन्य क्षेत्रों में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है।

पारंपरिक सफाई तकनीक में यांत्रिक घर्षण सफाई (सैंडब्लास्टिंग, हाई-प्रेशर वॉटर गन सफाई, आदि), रासायनिक संक्षारण सफाई, अल्ट्रासोनिक सफाई, सूखी बर्फ सफाई आदि शामिल हैं। इन सफाई प्रौद्योगिकियों का व्यापक रूप से जीवन के सभी क्षेत्रों में उपयोग किया गया है, जैसे सैंडब्लास्टिंग विभिन्न कठोरता के साथ अपघर्षक की पसंद के माध्यम से धातु की कढ़ाई के धब्बे, धातु की सतह की गड़गड़ाहट, सर्किट बोर्ड की सतह पर अनुरूप कोटिंग आदि को साफ किया जा सकता है। रासायनिक संक्षारण सफाई तकनीक का व्यापक रूप से उपकरण की सतह के तेल पैमाने की सफाई, बॉयलर स्केल की सफाई, तेल पाइपलाइन की सफाई में उपयोग किया जाता है। और अन्य क्षेत्र. हालाँकि ये सफाई प्रौद्योगिकियाँ विकसित और परिपक्व हो गई हैं, फिर भी कुछ समस्याएं हैं, जैसे सैंडब्लास्टिंग सफाई से उपचारित सतह को नुकसान पहुंचाना आसान है, रासायनिक संक्षारण सफाई से पर्यावरण प्रदूषण होगा, और अनुचित उपचार से सफाई सतह का क्षरण होगा।

लेजर सफाई प्रौद्योगिकी का उद्भव सफाई प्रौद्योगिकी में एक क्रांति है। लेजर सफाई तकनीक उच्च ऊर्जा घनत्व, उच्च परिशुद्धता और कुशल संचरण जैसे लेजर के फायदों का लाभ उठाती है। पारंपरिक सफाई तकनीक की तुलना में, इसमें सफाई दक्षता, सफाई सटीकता, सफाई स्थान इत्यादि में स्पष्ट फायदे हैं, और रासायनिक संक्षारण सफाई जैसी सफाई प्रौद्योगिकियों के कारण होने वाली समस्याओं से प्रभावी ढंग से बचा जा सकता है। पर्यावरण प्रदूषण और सब्सट्रेट को नुकसान नहीं पहुंचाएगा।

लेजर सफाई का सिद्धांत

तो लेजर सफाई क्या है? लेज़र सफाई, लेज़र किरण के संपर्क के माध्यम से ठोस (या कभी-कभी तरल) सतहों से सामग्री को हटाने की प्रक्रिया है। कम लेजर प्रवाह पर, सामग्री को अवशोषित लेजर ऊर्जा द्वारा गर्म किया जाता है और वाष्पित या उर्ध्वपातित किया जाता है। उच्च लेजर प्रवाह पर, सामग्री को अक्सर प्लाज्मा में परिवर्तित किया जाता है। आमतौर पर, लेजर सफाई में स्पंदित लेजर के साथ सामग्री को हटाना शामिल होता है, लेकिन यदि लेजर की तीव्रता काफी अधिक है, तो सामग्री को अलग करने के लिए एक सतत तरंग लेजर बीम का उपयोग किया जा सकता है। गहरे पराबैंगनी एक्साइमर लेजर का उपयोग मुख्य रूप से फोटोएब्लेशन के लिए किया जाता है। फोटोएब्लेशन के लिए उपयोग की जाने वाली लेजर तरंग दैर्ध्य लगभग 200nm है। जिस गहराई तक लेज़र ऊर्जा अवशोषित होती है और एकल लेज़र पल्स द्वारा हटाई गई सामग्री की मात्रा सामग्री के ऑप्टिकल गुणों के साथ-साथ लेज़र तरंग दैर्ध्य और पल्स लंबाई पर निर्भर करती है। प्रति लेजर पल्स लक्ष्य से पृथक किए गए कुल द्रव्यमान को अक्सर पृथक्करण दर के रूप में जाना जाता है। लेज़र विकिरण विशेषताएँ जैसे लेज़र बीम, स्कैनिंग गति और स्कैन लाइन कवरेज, एब्लेशन प्रक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकती हैं।

लेजर सफाई तकनीक का अनुप्रयोग

(1) अर्धचालक क्षेत्र

प्रसंस्करण प्रक्रिया में सेमीकंडक्टर वेफर्स और ऑप्टिकल सब्सट्रेट्स की प्रक्रिया समान होती है, यानी कच्चे माल को काटने, पीसने आदि के रूप में आवश्यक आकार में संसाधित किया जाता है। इस प्रक्रिया में, कण प्रदूषक पेश किए जाते हैं, जिन्हें निकालना मुश्किल होता है और बार-बार प्रदूषण एक गंभीर समस्या है। सेमीकंडक्टर वेफर्स की सतह पर मौजूद संदूषक सर्किट बोर्ड प्रिंटिंग की गुणवत्ता को प्रभावित करेंगे, जिससे सेमीकंडक्टर चिप्स की सेवा जीवन छोटा हो जाएगा। ऑप्टिकल सब्सट्रेट की सतह पर मौजूद संदूषक ऑप्टिकल डिवाइस और कोटिंग की गुणवत्ता को प्रभावित करेंगे, जिससे असमान ऊर्जा हो सकती है और सेवा जीवन छोटा हो सकता है। क्योंकि लेजर ड्राई क्लीनिंग से सब्सट्रेट की सतह को नुकसान पहुंचाना आसान होता है, इस सफाई विधि का उपयोग सेमीकंडक्टर वेफर्स और ऑप्टिकल सब्सट्रेट्स की सफाई में शायद ही कभी किया जाता है, और लेजर गीली सफाई और लेजर-प्लाज्मा शॉक वेव सफाई का इस क्षेत्र में अधिक सफल अनुप्रयोग है। कुछ शोधकर्ताओं ने ढांकता हुआ फिल्म के रूप में अल्ट्रा-स्मूद ऑप्टिकल सब्सट्रेट की सतह पर माइक्रोन-स्तरीय विशेष तामचीनी के जमाव का अध्ययन किया, और फिर इसे साफ करने के लिए स्पंदित लेजर का उपयोग किया, और सफाई प्रभाव अच्छा था। यद्यपि प्रति इकाई क्षेत्र में अशुद्धता कणों में वृद्धि हुई, अशुद्धता कण आकार और कवरेज क्षेत्र दोनों में काफी कमी आई। यह विधि अल्ट्रा-स्मूद ऑप्टिकल सब्सट्रेट की सतह पर माइक्रोन-स्तर के प्रदूषक कणों को प्रभावी ढंग से साफ कर सकती है।

(2) धातु सामग्री क्षेत्र

सेमीकंडक्टर वेफर्स और ऑप्टिकल सब्सट्रेट्स की सफाई की तुलना में, धातु सामग्री की सतह पर दूषित पदार्थों की सफाई मैक्रो श्रेणी से संबंधित है। धातु सामग्री की सतह पर प्रदूषक मुख्य रूप से ऑक्साइड परत (जंग परत), पेंट परत, कोटिंग, अन्य अनुलग्नक इत्यादि होते हैं। प्रदूषकों के प्रकार के अनुसार, उन्हें कार्बनिक प्रदूषकों (जैसे पेंट परत, कोटिंग) और में विभाजित किया जा सकता है अकार्बनिक प्रदूषक (जैसे जंग की परत)। धातु सामग्री की सतह पर प्रदूषकों की सफाई मुख्य रूप से बाद के प्रसंस्करण या उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए है। उदाहरण के लिए, टाइटेनियम मिश्र धातु भागों की सतह पर लगभग 10μm मोटी ऑक्साइड परत को वेल्डिंग से पहले हटाने की आवश्यकता होती है, और पुन: छिड़काव की सुविधा के लिए विमान ओवरहाल के दौरान त्वचा की सतह पर मूल पेंट कोटिंग को हटाने की आवश्यकता होती है। सतह की सफाई सुनिश्चित करने और उत्पादन की गुणवत्ता और मोल्ड के जीवन को सुनिश्चित करने के लिए रबर टायर मोल्ड को नियमित रूप से साफ किया जाना चाहिए। धातु सामग्री की क्षति सीमा उसके सतह प्रदूषकों की लेजर सफाई सीमा से अधिक है, और सही पावर लेजर का चयन करके बेहतर सफाई प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है, जो कुछ क्षेत्रों में परिपक्व हो चुका है।

(3)सांस्कृतिक अवशेषों का क्षेत्र

अपने लंबे इतिहास के कारण, धातु सांस्कृतिक अवशेष और पत्थर सांस्कृतिक अवशेष की सतहों पर धूल और स्याही के दाग जैसे प्रदूषक होंगे। सांस्कृतिक अवशेषों को पुनर्स्थापित करने के लिए इन दूषित पदार्थों को साफ़ करने की आवश्यकता है। जब सुलेख और पेंटिंग जैसे कागज को अनुचित तरीके से संग्रहीत किया जाता है, तो सतह पर फफूंदी उग आएगी और पट्टिका बन जाएगी। ये पट्टिकाएँ कागज के मूल स्वरूप को गंभीर रूप से प्रभावित करती हैं, विशेष रूप से उच्च सांस्कृतिक या ऐतिहासिक मूल्य वाले कागज के लिए, जो इसकी सराहना और सुरक्षा को प्रभावित करेगा। कुछ शोधकर्ताओं ने चावल के कागज पर फफूंद पट्टिका की यूवी लेजर सफाई की व्यवहार्यता का अध्ययन किया। परीक्षण के नतीजों से पता चला कि पतली पट्टियों को स्कैन करने के लिए 3.2 J/mm2 की ऊर्जा घनत्व वाले लेजर का उपयोग करके पतली पट्टियों को एक बार हटाया जा सकता है, और पट्टियों को हटाने के लिए दो बार स्कैन किया जा सकता है। स्वच्छ, लेकिन यदि उपयोग की जाने वाली लेजर ऊर्जा बहुत अधिक है, तो यह पट्टिका को हटाते समय चावल के कागज को नुकसान पहुंचाएगी।

नतीजा

लेजर सफाई तकनीक एक अपेक्षाकृत उन्नत तकनीक है, जिसमें एयरोस्पेस, सैन्य उपकरण, इलेक्ट्रॉनिक्स और अन्य उन्नत क्षेत्रों में व्यापक अनुसंधान और अनुप्रयोग संभावनाएं हैं। वर्तमान में, लेजर सफाई तकनीक कुछ क्षेत्रों में परिपक्व हो गई है, इसकी उच्च दक्षता, पर्यावरण के अनुकूल, अच्छे सफाई प्रभाव और अन्य विशेषताओं के कारण, इसके अनुप्रयोग क्षेत्र का भी धीरे-धीरे विस्तार हो रहा है। लेजर सफाई तकनीक का विकास न केवल पेंट हटाने, जंग हटाने और अन्य अनुप्रयोगों के क्षेत्र में परिपक्व हुआ है, बल्कि हाल के वर्षों में तार की सतह पर ऑक्साइड परत को साफ करने के लिए लेजर का उपयोग करने की भी खबरें हैं। मौजूदा क्षेत्रों और नए क्षेत्रों का विस्तार और अनुप्रयोग लेजर सफाई तकनीक के विकास का आधार है। नए लेजर सफाई उपकरणों के अनुसंधान और विकास और नए लेजर सफाई उपकरणों के विकास को अलग किया जाएगा और विभिन्न प्रकार के कार्यों का विकास किया जाएगा। भविष्य में, औद्योगिक रोबोटों के साथ सहयोग करके पूरी तरह से स्वचालित लेजर सफाई भी प्राप्त की जा सकती है।

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